基于异步切换多胞系统的网络化飞行器故障检测-论文.pdf

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1、第3l卷第6期控制理论与应用Vl01．31NO．62014年6月ControlTheory&ApplicationsJun．2014D0I：10．7641／CTA．2014．30978基于异步切换多胞系统的网络化飞行器故障检测王昭磊¨，王青，董朝阳，倪茂林。(1．北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191：2．北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191：3．中国宇航学会，北京100048)摘要：本文研究了存在时变短时延和随机丢包的大包线网络化飞行器故障检测问题．首先，采用切换多胞系统描述飞行动态，并提出了一种局部重叠多胞划分方

2、式以较低设计保守性．然后，借助泰勒级数展开和伯努利分布将时延和丢包转化为多胞系统参数，并构建了切换参数依赖故障检测滤波器．同时，考虑滤波器切换指令及多胞加权参数更新滞后引起的异步切换问题，基于切换参数依赖Lyapunov／~数和平均驻留时间方法分析了系统的稳定性和2性能，并以LMI形式给出了滤波器存在的充分条件．最后，~HiMAT(highlymaneuverabletechnology)飞行器为例验证了所提方法的有效性．关键词：故障检测；切换多胞；异步切换；时延；丢包中图分类号：TP273文献标识码：AFaultdetectionfornetwork

3、edflightvehiclebasedonasynchronouslyswitchedpolytopicsystemapproachWANGZhao一!elH，WANGQing，DONGChao—yang，NIMao．1in。(1．SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China；2．SchoolofAeronauticalScienceandEngineering，Be

4、ijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China；3．ChineseSocietyofAstronautics，Beijing100048，China)Abstract：Thefaultdetectionproblemisinvestigatedforthefull—envelopenetworkedflightvehiclewithtime—varyingshortdelayandstochasticpacketloss．First，theflightdynamicsism

5、odeledasaswitchedpolytopicsystem，andalocallYoverlappedregionpartitionmethodispresentedtoreducethedesignconservafism．Then，thedelayandpacketlosscanbetransformedaspolytopicsystemparametersbyintroducingBernoullidistributingandTaylorseriesexpansion，andtheswitchedparameter—dependentfa

6、ultdetectionfiltersareestablished．Also，consideringtheupdatinglagsofthelilterswitchingsignalsandweightparametersofthepolytopicsubsystems，weanalyzethesystemstabilityand12performanceunderasynchronousswitchingbycombingtheswitchedparameter—dependentLyapunovfunctionandtheaveragedwellt

7、imemethod，andthesuficientexistingconditionsoffiltersaredeftvedintheformofLMIs．Finally，numericalexamplesbasedontheHiMAT(highlymaneuverabletechnology)vehiclearegiventodemonstratetheeffectivenessoftheproposedmethod．Keywords：faultdetection；switchedpolytopicsystem；asynchronousswitchi

8、ng；timedelay；packetloss1引言(Introduction)行动态．多胞顶